《用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（一）》教學(xué)課件

§4.6用牛頓定律解決問題（一）科技工作者能準(zhǔn)確地預(yù)測火箭的變軌、衛(wèi)星的著地點(diǎn)，他們靠的是什么呢？新課引入像這樣復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，以我們現(xiàn)在的知識(shí)水平，還不能夠解決，但是我們今天學(xué)習(xí)的研究問題的方法將對(duì)以后的工作有很大的幫助。下面我們就從類似的較為簡單的問題入手，看一下這一類問題的研究方法。

例題1質(zhì)量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)。物體與地面間的摩擦力是4.2N.問物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。一個(gè)靜止在水平地面上的物體，思考：如何求位移，速度該了解物體做何種運(yùn)動(dòng)？（是不是我們熟悉的某種運(yùn)動(dòng)呢？）加速度呢？怎么求？初速度為零牛頓第二定律情景分析一、研究對(duì)象是誰？二、受幾個(gè)力的作用？三、合力沿什么方向？大小是多少？FGfFN受力分析y：Fy合=0x：Fx合=2.2Nyxo解:(1)由牛頓第二定律F=ma，可以求出物體的加速度a=F/m=(F-f)/m=1.1m/s2(2)求出了物體的加速度a，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式就可以求出4s末的速度v和4s內(nèi)發(fā)生的位移x.v=at=1.1×4m/s=4.4m/s，

x=1/2at2=0.5×1.1×16m=8.8m.剛才的問題中，我們通過對(duì)物體進(jìn)行受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律找出物體的加速度，然后分析運(yùn)動(dòng)情況，求出運(yùn)動(dòng)結(jié)果。除了這類已知受力求運(yùn)動(dòng)的問題外，生活中還有另一種問題也很常見。雖然歐文停得精彩，但也傷得不清，能否知道急停那瞬間韌帶的受力呢像這樣復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)下的受力問題，以我們現(xiàn)在的知識(shí)水平，還不能夠解決，但是我們今天也要學(xué)習(xí)研究這類問題的方法。下面我們就從類似的較為簡單的問題入手，看一下這一類問題的研究方法。

例題2一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量是75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ=300。在t=5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程x=60m。求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣）阻力）。思考：如何求阻力，受哪些力？受力分析

合力沿什么方向？

合力沿斜面向下。

受力方向復(fù)雜，如何求合力?

沿平行于斜面向下和垂直斜面向上為+x，+y軸?？偨Y(jié)解(1)如圖所示建立坐標(biāo)系，把重力G沿x軸方向和y軸方向進(jìn)行分解，得到：Gx=mgsinθ，Gy=mgcosθ，人沿山坡做的是勻加速運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：x=v0t+1/2at2解出a=2(x-v0t)/t2，代入數(shù)值得：a＝4m/s2(2)根據(jù)牛頓第二定律得：F阻=Gx-ma=mgsinθ－ma代入數(shù)值得：F阻＝6７.5N.１．兩題都需要畫受力圖，都要利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式畫受力圖是重要的解題步驟。不同之處是例1先用牛頓第二定律求加速度，而例2先用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度。２．例2中物體受力方向較為復(fù)雜，建立平面直角坐標(biāo)系后，就可以用Gx和Gy代替G，使解題方便。３．因?yàn)榧铀俣确较蚓褪俏矬w所受合外力的方向，所以以加速度的方向?yàn)檎较?，?huì)給分析問題帶來很大方便。蜘蛛俠擋火車?yán)硐牖Ｐ图僭O(shè)蜘蛛俠所擋火車質(zhì)量為1000噸，勻速行駛速度為180公里/小時(shí)，火車受鐵軌和空氣阻力為車重的0.02倍，求要在500米內(nèi)停下，蜘蛛俠要施加給火車的阻力為多大？課堂小結(jié)一、總結(jié)受力分析的方法二、強(qiáng)調(diào)解決動(dòng)力學(xué)問題的